Cell Death and Disease

RNA không mã hóa dài (lncRNA) gen biểu hiện từ mẹ 3 (MEG3) đã được chứng minh là một yếu tố điều hòa quan trọng trong nhiều loại ung thư ở người. Tuy nhiên, chức năng và cơ chế điều hòa của nó trong tai biến mạch máu não thiếu máu vẫn chủ yếu chưa được biết đến. Tại đây, chúng tôi báo cáo rằng MEG3 có sự liên kết vật lý với microRNA-21 (miR-21), trong khi miR-21 bị giảm biểu hiện sau thiếu máu trong vùng thiếu máuin vitro vàin vivo, điều này trái ngược với MEG3. Hơn nữa, sự biểu hiện quá mức của miR-21 bảo vệ chống lại cái chết tế bào gây ra bởi sự thiếu hụt oxy-glucose và tái oxy hóa (OGD/R). Thêm vào đó, MEG3 hoạt động như một RNA nội sinh cạnh tranh (ceRNA) và cạnh tranh với mRNA của gen chết theo lập trình 4 (PDCD4) để gắn kết trực tiếp với miR-21, từ đó điều hòa cái chết thần kinh do thiếu máu. Việc giảm biểu hiện của MEG3 bảo vệ chống lại tổn thương do thiếu máu và cải thiện chức năng thần kinh tổng thểin vivo. Như vậy, dữ liệu của chúng tôi phát hiện một cơ chế mới của lncRNA MEG3 như một ceRNA bằng cách nhắm mục tiêu vào con đường tín hiệu miR-21/PDCD4 trong việc điều chỉnh cái chết thần kinh do thiếu máu, điều này có thể giúp phát triển những chiến lược mới cho các can thiệp điều trị trong tai biến mạch máu não thiếu máu.

L-lactate đã từng được coi là sản phẩm phụ của glycolysis nhưng hiện nay đang được công nhận là một phân tử tín hiệu có liên quan đến sự sống sót của tế bào. Trong bài viết này, chúng tôi báo cáo vai trò của L-lactate trong khả năng chống chịu căng thẳng và các cơ chế sống sót của tế bào bằng cách sử dụng tế bào neuroblastoma (SH-SY5Y) cũng như mô hình C. elegans. Chúng tôi quan sát thấy rằng L-lactate thúc đẩy các cơ chế phòng vệ tế bào, bao gồm Phản ứng Protein Không Gấp (UPR) và kích hoạt nhân tố erythroid 2–liên quan đến yếu tố 2 (NRF2), bằng cách thúc đẩy một sự bùng phát nhẹ của Reactive Oxygen Species (ROS). Sự gia tăng này của ROS kích hoạt các cơ chế chống oxy hóa và các con đường sống sót, như PI3K/AKT và các chaperone của Nội chất (ER). Những kết quả này đóng góp vào việc hiểu biết các cơ chế phân tử liên quan đến những tác động có lợi của L-lactate, liên quan đến sự bùng phát ROS nhẹ, dẫn đến việc kích hoạt các phản ứng protein không gấp và các cơ chế giải độc. Chúng tôi trình bày bằng chứng rằng cơ chế hormetic do L-lactate gây ra bảo vệ chống lại stress oxy hóa cả in vitro và in vivo. Công trình này góp phần vào việc xác định các cơ chế phân tử, có thể phục vụ như các mục tiêu cho các phương pháp điều trị trong tương lai nhằm bảo vệ tế bào và các rối loạn liên quan đến lão hóa.

Nhiều RNA vòng (circRNA) đã được liên quan đến bệnh sinh viêm khớp dạng thấp (RA); tuy nhiên, vẫn ít thông tin về chức năng và cơ chế phân tử ẩn giấu của chúng trong việc điều hòa miễn dịch và viêm nhiễm. Chúng tôi đã nghiên cứu vai trò và cơ chế tiềm ẩn của circRNA_09505 trong RA trong nghiên cứu này. PCR thời gian thực và việc phát hiện lai huỳnh quang tại chỗ (FISH) được sử dụng để ước lượng biểu hiện định lượng và vị trí của circRNA_09505 trong tế bào đại thực bào. Tác động thay đổi của circRNA_09505 đối với viêm được điều tra cả trong ống nghiệm và trong cơ thể sống thông qua việc sử dụng các mô hình tế bào đại thực bào và chuột bị viêm khớp do collagen (CIA). Phân tích luciferase và miễn dịch kết tủa protein liên kết RNA (RIP) được sử dụng để xác nhận mạng lưới ceRNA circRNA_09505/miR-6089 do phân tích sinh thông tin dự đoán. So với các mẫu đối chứng, biểu hiện của circRNA_09505 được tăng cường trong các tế bào đơn nhân máu ngoại vi (PBMCs) từ bệnh nhân RA. Sự phát triển và chu kỳ tế bào được thúc đẩy đáng kể khi circRNA_09505 được tăng cường trong tế bào đại thực bào, trong khi việc gõ bỏ circRNA_09505 làm ức chế sự phát triển của tế bào đại thực bào và tiến trình chu kỳ tế bào. Hơn nữa, circRNA_09505 có thể hoạt động như một miRNA sponge cho miR-6089 trong tế bào đại thực bào, và thúc đẩy sản xuất TNF-α, IL-6 và IL-12 thông qua cơ chế ceRNA. Hơn nữa, AKT1 là mục tiêu trực tiếp của miR-6089. CircRNA_09505 có thể thúc đẩy biểu hiện AKT1 bằng cách hoạt động như một miR-6089 sponge thông qua con đường tín hiệu IκBα/NF-κB trong tế bào đại thực bào. Điều thú vị nhất, việc gõ bỏ circRNA_09505 đã làm giảm đáng kể viêm khớp và viêm trong cơ thể sống ở chuột CIA. Dữ liệu này hỗ trợ giả thuyết rằng circRNA_09505 có thể hoạt động như một miR-6089 sponge và điều chỉnh viêm thông qua trục miR-6089/AKT1/NF-κB ở chuột CIA.

Ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy các RNA không mã hóa dài (lncRNAs) là những bản sao mới điều khiển nhiều quá trình sinh học, và việc điều chỉnh sai của chúng liên quan đến sự phát triển và tiến triển của nhiều loại ung thư. Gene chủ là RNA nucleolar nhỏ 20 (SNHG20) là một lncRNA dài 2183 bp, và việc biểu hiện quá mức của nó dự đoán tiên lượng xấu ở ung thư đại trực tràng và ung thư tế bào gan. Tuy nhiên, tính liên quan lâm sàng của SNHG20 và các cơ chế phân tử của nó ảnh hưởng đến kiểu hình tế bào ung thư chưa được ghi chép. Tại đây, chúng tôi phát hiện rằng SNHG20 được tăng cường trong các mô ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC) so với các mẫu bình thường. Biểu hiện SNHG20 cao hơn có liên quan đáng kể với giai đoạn khối u, hạch bạch huyết và di căn (giai đoạn TNM) tiên tiến hơn cũng như kích thước khối u lớn hơn, cùng với sự sống sót tổng thể kém hơn. Hơn nữa, việc knockdown SNHG20 đã ức chế sự phát triển, di cư của tế bào NSCLC và kích thích sự apoptosis của tế bào. Các cuộc điều tra cơ chế đã tiết lộ rằng SNHG20 có thể tương tác với EZH2 (tinh chế đồng loại 2), từ đó ức chế biểu hiện P21. Hơn nữa, các bài kiểm tra cứu giúp cho thấy SNHG20 hoạt động như một oncogene một phần thông qua việc ức chế p21 trong các tế bào NSCLC. Tổng hợp lại, các phát hiện của chúng tôi chứng minh rằng SNHG20 là một ứng viên mới trong việc chẩn đoán, tiên lượng và liệu pháp điều trị NSCLC.

Các yếu tố phiên mã, yếu tố đồng thuận, các bước kiểm soát chromatin và các thiết bị phiên mã tương tác với các yếu tố điều chỉnh phiên mã, bao gồm các promoter, enhancer, và siêu-enhancers (SEs), để điều chỉnh phiên mã của các gen mục tiêu một cách đồng bộ và từ đó kiểm soát hành vi của tế bào. Trong số các thành phần điều chỉnh phiên mã này, SEs thường đóng vai trò trung tâm trong việc xác định bản sắc của tế bào cũng như sự khởi đầu và tiến triển của khối u. Do đó, các SEs gây ung thư, được hình thành trong các tế bào ung thư từ các oncogen và các gen khác có vai trò quan trọng trong quá trình sinh bệnh ung thư, đã nổi lên như những mục tiêu hấp dẫn cho các chiến lược điều trị ung thư mới trong những năm gần đây. Trong bài viết này, chúng tôi xem xét việc xác định, các chế độ hình thành và kích hoạt, cũng như các cơ chế điều chỉnh cho các gen và con đường hạ lưu của SEs gây ung thư. Chúng tôi cũng xem xét các chiến lược và hợp chất điều trị nhắm vào SEs gây ung thư trong ung thư đại trực tràng và các loại khối u khác.

Tình trạng tăng đường huyết mãn tính hoặc cơn tăng đường huyết tạm thời có liên quan đến sự phát triển của các biến chứng tiểu đường. Nhiều con đường tín hiệu có thể bị thay đổi do có tình trạng tăng đường huyết ở các mô khác nhau, dẫn đến sản xuất stress oxy hóa, hình thành các sản phẩm cuối glycation nâng cao (AGEs), cũng như việc tiết ra các cytokine pro-inflammatory và cái chết tế bào (tự thực bệnh lý và/hoặc sự apoptosis). Tuy nhiên, các con đường tín hiệu mà được kích hoạt trực tiếp bởi tình trạng tăng đường huyết dường như có vai trò then chốt trong các biến chứng tiểu đường do sản xuất các loài oxy phản ứng (ROS), stress oxy hóa, và cái chết tế bào. Bài tổng quan hiện tại sẽ bàn về vai trò của cái chết tế bào trong các biến chứng tiểu đường, và nó sẽ gợi ý nguyên nhân cũng như hậu quả giữa các con đường tín hiệu được kích hoạt bởi tình trạng tăng đường huyết và cái chết tế bào. Các con đường tín hiệu được thảo luận trong bài viết này sẽ được mô tả từng bước một, cùng với các chất ức chế tương ứng của chúng. Chúng liên quan đến diacylglycerol, sự kích hoạt của protein kinase C (PKC) và hệ thống NADPH-oxidase, và sản xuất ROS tiếp theo. Điều này ban đầu được đặt tên là "con đường chuyển hóa nguy hiểm trong tiểu đường". Những sự sử dụng lịch sử và sự tiến bộ gần đây của các loại thuốc mới trong việc kiểm soát các mục tiêu điều trị khả thi đã được làm nổi bật, nhằm đánh giá sự phát triển của kiến thức trong lĩnh vực nhạy cảm này. Gần đây đã cho thấy rằng các phản ứng chuyển hóa đối với các kích thích (ví dụ: tình trạng tăng đường huyết) liên quan đến một mạng lưới tích hợp của các con đường tín hiệu, nhằm xác định các phản ứng chính xác. Một số loại thuốc mới đã được thử nghiệm - hoặc được đề xuất và đề xuất - cho khả năng điều chỉnh các mục tiêu sinh hóa điều trị khả thi nhằm giảm thiểu sự phát triển của bệnh võng mạc, bệnh thận, bệnh thần kinh, bệnh tim, sự tăng sinh mạch máu, stress oxy hóa, và cái chết tế bào. Mục tiêu của nghiên cứu này là đánh giá một cách nghiêm túc và có tính giáo dục các bước chính xác của các con đường tín hiệu này và do đó đánh dấu các vị trí đã chỉ ra cho các hành động của các loại thuốc như vậy và những hậu quả khả thi của chúng. Bài tổng quan này sẽ nhấn mạnh, bên cạnh những điều khác, các mục tiêu điều trị để kiểm soát các con đường tín hiệu, khi hướng đến việc giảm thiểu sản xuất ROS, stress oxy hóa, và do đó, cái chết tế bào - với tất cả các điều kiện này đều là vấn đề trong tiểu đường.

Các tế bào tiền thân tim mạch (CVPCs) có nguồn gốc từ tế bào gốc đa năng người (hPSCs) là một nguồn hứa hẹn cho việc sửa chữa cơ tim, trong khi các cơ chế vẫn chưa được biết rõ. Các vesicles ngoại bào (EVs) được biết đến là có vai trò trung gian trong giao tiếp giữa các tế bào, tuy nhiên, hiệu quả và các cơ chế của EVs do hPSC-CVPC tiết ra (hCVPC-EVs) trong việc chữa lành nhồi máu khi được đưa vào giai đoạn cấp tính của nhồi máu cơ tim (MI) vẫn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi báo cáo tác dụng bảo vệ tim mạch của EVs từ hESC-CVPC dưới điều kiện bình oxy (EV-N) và thiếu oxy (EV-H) trong trái tim bị nhồi máu và các cơ chế liên quan đến RNA không mã hóa dài (lncRNA). hCVPC-EVs đã được xác nhận bằng kính hiển vi electron, theo dõi hạt nano và phân tích miễn dịch. Việc tiêm hCVPC-EVs vào cơ tim chuột bị nhồi máu cấp tính đã cải thiện chức năng tim đáng kể và giảm xơ hóa vào ngày 28 sau nhồi máu, đi kèm là sự cải thiện sự tạo mạch và sự sống sót của tế bào cơ tim ở các khu vực biên. Đáng chú ý, hCVPC-EVs đã tăng cường sự hình thành ống và di động của các tế bào nội mô tĩnh mạch rốn người (HUVECs), cải thiện khả năng sống sót của tế bào, và giảm phóng thích lactate dehydrogenase ở các tế bào cơ tim chuột con (NRCMs) bị tổn thương do thiếu oxy glucose (OGD). Hơn nữa, sự cải thiện của EV-H đối với sự sống còn của tế bào cơ tim và sự hình thành ống của HUVECs tốt hơn đáng kể so với EV-N. Phân tích RNA-seq cho thấy sự phong phú cao của lncRNA MALAT1 trong EV-H. Sự phong phú của nó đã tăng lên trong cơ tim bị nhồi máu và các tế bào cơ tim được điều trị bằng hCVPC-EVs. Sự biểu hiện quá mức của MALAT1 ở người đã cải thiện khả năng sống sót của NRCM với tổn thương OGD, trong khi việc làm giảm MALAT1 đã ức chế sự hình thành ống do hCVPC-EV thúc đẩy ở HUVECs. Hơn nữa, thử nghiệm hoạt động luciferase, kéo RNA và điều chỉnh mức độ miR-497 cho thấy MALAT1 cải thiện sự sống còn của NRCMs và sự hình thành ống của HUVEC thông qua việc nhắm vào miR-497. Những kết quả này tiết lộ rằng hCVPC-EVs thúc đẩy quá trình chữa lành nhồi máu thông qua việc cải thiện sự sống sót của tế bào cơ tim và sự tạo mạch. Tác dụng bảo vệ tim mạch của hCVPC-EVs có thể được tăng cường bởi việc điều kiện thiếu oxy cho hCVPCs và một phần là nhờ vào MALAT1 thông qua việc nhắm vào miRNA.

Aneuploidy, bao gồm cả trisomy, dẫn đến những khuyết tật phát triển và là nguyên nhân hàng đầu gây sẩy thai ở người. Khác với trisomy 21, các cơ chế bệnh lý của trisomy 18 vẫn chưa rõ ràng. Ở đây, chúng tôi đã thành công trong việc tạo ra các tế bào gốc trung mô cảm ứng (iPSCs) từ các tế bào dịch ối của người (AFCs) trong các thai kỳ có trisomy 18. Chúng tôi phát hiện rằng các iPSCs 18T (trisomy 18) có xu hướng phân hóa một cách tự phát. Điều thú vị, sau 10 thế hệ, các 18T-iPSCs đã mất đi 18 chromosome dư thừa và chuyển đổi thành các tế bào lưỡng bội. Phân tích hybridization huỳnh quang in situ cho thấy sự mất chromosome là một sự kiện ngẫu nhiên có thể xảy ra ở bất kỳ tế bào bất thường nào. Việc chọn lọc các tế bào chưa phân hóa để cấy ghép đã tăng tốc độ phục hồi của các tế bào euploid. Tổng thể, các phát hiện của chúng tôi chỉ ra sự không ổn định về mặt gen của các iPSCs trisomy 18 mang thêm chromosome 18.

Tripartite motif-containing protein 45 (TRIM45) belongs to a large family of RING-finger-containing E3 ligases, which are highly expressed in the brain. However, little is known regarding the role of TRIM45 in cancer biology, especially in human glioma. Here, we report that TRIM45 expression is significantly reduced in glioma tissue samples. Overexpression of TRIM45 suppresses proliferation and tumorigenicity in glioblastoma cells in vitro and in vivo. In addition, CRISPR/Cas9-mediated knockout of TRIM45 promotes proliferation and inhibits apoptosis in glioblastoma cells. Further mechanistic analyses show that TRIM45 interacts with and stabilizes p53. TRIM45 conjugates K63-linked polyubiquitin chain to the C-terminal six lysine residues of p53, thereby inhibiting the availability of these residues to the K48-linked polyubiquitination that targets p53 for degradation. These findings suggest that TRIM45 is a novel tumor suppressor that stabilizes and activates p53 in glioma.

ZMYM3, a member of the MYM-type zinc finger protein family and a component of a LSD1-containing transcription repressor complex, is predominantly expressed in the mouse brain and testis. Here, we show that ZMYM3 in the mouse testis is expressed in somatic cells and germ cells until pachytene spermatocytes. Knockout (KO) of Zmym3 in mice using the CRISPR-Cas9 system resulted in adult male infertility. Spermatogenesis of the KO mice was arrested at the metaphase of the first meiotic division (MI). ZMYM3 co-immunoprecipitated with LSD1 in spermatogonial stem cells, but its KO did not change the levels of LSD1 or H3K4me1/2 or H3K9me2. However, Zmym3 KO resulted in elevated numbers of apoptotic germ cells and of MI spermatocytes that are positive for BUB3, which is a key player in spindle assembly checkpoint. Zmym3 KO also resulted in up-regulated expression of meiotic genes in spermatogonia. These results show that ZMYM3 has an essential role in metaphase to anaphase transition during mouse spermatogenesis by regulating the expression of diverse families of genes.